基于WT2003HX語音芯片的智能語音壓感應(yīng)用設(shè)計方案

概述

壓力傳感器是能感受壓力信號，并能按照一定的規(guī)律將壓力信號轉(zhuǎn)換成可用的輸出的電信號的器件。唯創(chuàng)知音使用的傳感器，區(qū)別于現(xiàn)有的電阻式，電容式和壓電式傳感，采用了全新的壓力感應(yīng)原理，通過可變的離子材料和導(dǎo)電材料表面的接觸面積改變來感知外部壓力，具有高靈敏度，高信噪比，也具有導(dǎo)電材料表面接觸所產(chǎn)生的阻性壓力變化性。唯創(chuàng)知音壓感芯片，可以應(yīng)用在按鍵感知處理，重量檢測，水杯水位檢測，成人用品等。唯創(chuàng)知音一直致力于為客戶服務(wù)，讓復(fù)雜變簡單，因此形成了一套完整的智能語音壓感解決方案。該方案主要基于唯創(chuàng)知音的語音芯片WT2003H4。

WT2003H是一款功能強(qiáng)大的高品質(zhì)工業(yè)級語音芯片，采用了高性能32位處理器、最高頻率可達(dá)120MHz，具有低成本、低功耗、高可靠性、通用性強(qiáng)等特點，可內(nèi)置100秒\350秒\800秒語音容量。控制方式靈活：支持標(biāo)準(zhǔn)的異步串口通訊（UART）控制。其中，不僅驅(qū)動唯創(chuàng)知音兩路壓感芯片，也帶有唯創(chuàng)知音標(biāo)準(zhǔn)串口的音頻播放控制。

WT2003H芯片特點：

1、兩路壓感芯片數(shù)據(jù)輸出；

2、控制方式：標(biāo)準(zhǔn)UART通信接口，支持DMA和流控制，波特率默認(rèn)9600；

3、支持語音高品質(zhì)音頻格式，音頻碼率支持8kbps~320kbps。

4、內(nèi)置0.5WD類功放；

5、音量可調(diào)，音量等級32級；

6、兩個16位異步分頻定時器；

7、四通道PWM輸出；

8、休眠功耗：靜態(tài)電流小于10微安；

9、大功率IO驅(qū)動能力，最高可直接驅(qū)動64毫安；

唯創(chuàng)知音壓力傳感器芯片特點：

1、信噪比：4000:1；

2、重復(fù)性：CV<5%；

3、響應(yīng)時間：毫秒級；

4、壓力范圍：0-300mmHg(0-400gF/cm^2)；

5、壓力分辨率：<10mmHg(0.5gF/壓力傳感區(qū)域)；

6、最低觸發(fā)壓力：<50mmHg(2.5gF/傳感區(qū)域)；

7、非線性度：R2>0.95(線性區(qū)間為100-300mmHg)；

8、高靈敏度、高分辨率、高信噪比及高線性度壓力傳感；

（1）方案概述：

WT2003H智能語音壓感方案，客戶MCU通過標(biāo)準(zhǔn)uart指令，控制WT2003H對兩路壓感芯片的數(shù)據(jù)發(fā)送模式，其中有著按照固定頻率定時發(fā)送，主動發(fā)送，以及設(shè)置閾值和高低閾值觸發(fā)。該標(biāo)準(zhǔn)壓感串口指令也保留著標(biāo)準(zhǔn)音頻播放指令，有著文件索引播放、插播、單曲循環(huán)、隨機(jī)播放、組合播放的功能。

（2）設(shè)計框圖：

本方案根據(jù)WT2003H4-16SS封裝的芯片，主控通過uart通信控制WT2003H-16SS，對兩路壓感的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，設(shè)計框圖如下圖所示.

（3）設(shè)計原理圖：

智能語音壓感電路原理圖如下圖所示，其中包括兩路壓感電路，UART通信接口TX\RX，以及電源電路。

（4）設(shè)計思路：

1、設(shè)置壓感數(shù)據(jù)獲取頻率指令（0XA0），該指令設(shè)置WT2003H4向主控以一定頻率發(fā)送壓感數(shù)據(jù)。指令如下表所示。

其中數(shù)據(jù)由兩位字節(jié)（高位在前，低位在后）組成，范圍100毫秒-2000毫秒。

當(dāng)客戶需要設(shè)定以500毫秒的時間間隔去獲取數(shù)據(jù)。需要發(fā)送7E 07 FF 03 A0 01 F4 9E EF，其中 500 的十六進(jìn)制為01F4。

2、主動發(fā)送數(shù)據(jù)壓感數(shù)據(jù)(0XA1)，該指令在A0指令設(shè)置完，就會按照一定的指令發(fā)送壓感數(shù)據(jù)。即可發(fā)送A1發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)如下表所示。

3、主動請求壓感數(shù)據(jù)(0XA2)，該指令以如下表4.3.1所示發(fā)送后，會接收到如下表4.3.2所示的返回的壓感數(shù)據(jù)。在想要抓取數(shù)據(jù)時，只要發(fā)送該指令，立即返回數(shù)據(jù)。

例如：在某個時間或者某個動作結(jié)束后，發(fā)送7E 05 FF 03 A2 A9 EF，即刻獲得該瞬間的壓感數(shù)據(jù)，獲得以下反碼：7E 09 FF 03 A2 00 23 00 2D FD EF 。其中該瞬間的壓感數(shù)據(jù)1為35，壓感數(shù)據(jù)2為45.

4、設(shè)置壓感閾值(0XA3)，該指令就是設(shè)置閾值后A1和A2指令發(fā)送的的壓感數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)減去閾值后的壓感數(shù)據(jù)。其中注意的是當(dāng)原始數(shù)據(jù)小于閾值時，發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)為0，默認(rèn)閾值為0。指令如下表所示。

例如：當(dāng)我將兩個通道的閾值設(shè)置為48（十進(jìn)制），指令為7E 09 FF 03 A3 00 30 00 30 0E EF 。當(dāng)壓感數(shù)據(jù)低于48時，發(fā)送的壓感數(shù)據(jù)為0，大于閾值48的數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)減去閾值后的數(shù)據(jù)，過濾的常態(tài)值的影響。

5、設(shè)置壓感低閾值觸發(fā)(0XA4)，該指令設(shè)置一個低閾值，當(dāng)實際數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)減去閾值）小于低閾值時，WT2003H以A0的頻率按照A1的格式發(fā)送實際數(shù)據(jù)，若其中一路數(shù)據(jù)不低于低閾值，則發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。指令如下表所示。

例如：當(dāng)我設(shè)置壓感低閾值觸發(fā)的值為48（十進(jìn)制），指令為7E 09 FF 03 A4 00 30 00 30 0F EF 。其中，當(dāng)實際數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)減去閾值）小于低48時，芯片將以A0指令的頻率返回壓感數(shù)據(jù)，且兩路壓感數(shù)據(jù)中，有一通道觸發(fā)都會返回數(shù)據(jù)。

6、設(shè)置壓感高閾值觸發(fā)(0XA5)，該指令設(shè)置一個高閾值，當(dāng)實際數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)減去閾值）大于高閾值時，WT2003H以A0的頻率按照A1的格式發(fā)送實際數(shù)據(jù)，若其中一路數(shù)據(jù)不低于高閾值，則發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。指令如下表所示。

例如：當(dāng)我設(shè)置壓感高閾值觸發(fā)的值為48（十進(jìn)制），指令為7E 09 FF 03 A4 00 30 00 30 0F EF 。其中，當(dāng)實際數(shù)據(jù)（原始數(shù)據(jù)減去閾值）大于低48時，芯片將以A0指令的頻率返回壓感數(shù)據(jù)，且兩路壓感數(shù)據(jù)中，有一通道觸發(fā)都會返回數(shù)據(jù)。

以上就是對WT2003H智能語音壓感方案的簡述，客戶可以靈活運(yùn)用壓感數(shù)據(jù)，實現(xiàn)許多個性產(chǎn)品。

唯創(chuàng)知音作為一家專注于語音技術(shù)研究的高新技術(shù)企業(yè)，始終堅持以“服務(wù)好工程師”為目標(biāo)，以行業(yè)語音交互器件標(biāo)準(zhǔn)化為方向，致力于讓復(fù)雜變簡單，提供快捷的語音、智能物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用解決方案。
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